DE3601930A1 - Reizstrom-diagnosegeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Reizstrom-Diagnose­ gerät mit wenigstens zwei Elektroden zur Anlage von Reizstrom-Impulsen an einen Patienten und mit Einrichtungen zur veränderbaren Einstellung der Amplitude und Dauer der Reizstrom-Impulse.

Ein derartiges Gerät ist aus der DE-OS 33 30 130 bekannt. Dieses bekannte Gerät stellt einen ersten Ansatz zur systematischen Erfassung von Muskelreak­ tionen auf angelegte Reizstrom-Impulse dar und ermöglicht die Durchführung von Untersuchungen mit einer gegenüber herkömmlichen manuellen Methoden erhöhten Geschwindigkeit und Reproduzierbarkeit.

Grundlage dieses Geräts ist das Ziel, die Minimal- Reaktion, d.h. Minimal-Zuckung, in Abhängigkeit von Amplitude bzw. Dauer angelegter Reizstrom-Impulse zu erfassen. Unter Minimal-Reaktion bzw. Minimal- Zuckung ist dabei zu verstehen, daß die Impuls-Ampli­ tude bzw. - Dauer so lange erhöht werden, bis eine erste sichtbare Reaktion des Muskels eintritt. Bei einer bestimmten Ausführungsform eines solchen vorbekannten Geräts ist auch schon versucht worden, diese Minimal-Zuckung mittels eines Sensors zu erfassen, wobei jedoch nicht die Impulsdauer vorge­ geben wurde, sondern ein Reizstrom mit konstant ansteigender Amplitude angelegt wurde und nach Registrierung der Minimal-Zuckung durch den Sensor der Reizstrom abgestellt und die Dauer zwischen Anlegen des Reizstroms und Abstellen desselben als Kenngröße registriert wurde.

Ein gewisser Nachteil des vorbekannten Gerates besteht darin, daß es schwer ist, das Symptom "Minimal-Zuckung" zu objektivieren und damit Messungen an unterschiedlichen Personen unter unterschiedlichen Bedingungen bzw. von verschiedenen Bedienungsperso­ nen durchgeführte Messungen miteinander zu verglei­ chen, abgesehen von Beurteilungsunsicherheiten innerhalb einer im Zuge einer einzigen Messungen aufgenommenen Kurve.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zu schaffen, welches die Auf­ nahme reproduzierbarer, charakteristischer und aussagefähiger Meßkurven gestattet, um auf diese Weise die Zuverlässigkeit der Diagnostik und die Einsatzmöglichkeiten des Geräts in erheblichem Maße zu steigern.

Die Erfindung geht aus von bisher nicht veröffentlich­ ten Untersuchungen von Professor Prehn vom Institut für Biomedizinische Technik an der Universität Giessen, in welchen nachgewiesen werden konnte, daß durch definierte Vorgabe eines Antwortkriteriums, d.h. durch die Vorgabe einer ganz bestimmten Muskel­ reaktions-Amplitude, welche während einer Untersu­ chung konstant beibehalten wird, sehr aussagekräf­ tige, reproduzierbare Meßkurven erhalten werden können, von denen erwartet werden kann, daß sie sich in klinischen Tests durch eine hohe Signifikanz hervorheben.

Erfindungsgemäß wird ein bekanntes Gerät der eingangs genannten Art dadurch verbessert, daß eine Sensor- Einrichtung zur quantitativen Erfassung der Muskel- Reaktions-Amplitude in Abhängigkeit von dem angelegten Reizstrom vorgesehen ist. Durch eine derartige Sensor-Einrichtung, welche nicht lediglich undiffe­ renziert eine Minimal-Reaktion erfaßt, ist es möglich, Messungen in einem Bereich durchzuführen, in welchem ein erheblich günstigeres Signal/Fehler-Verhältnis vorliegt als bei Erfassung der Minimal-Reaktion. Darüber hinaus wird die Messung objektiviert, indem sie nicht mehr von der Beobachtung der die Messung durchführenden Bedienungsperson oder der undifferen­ zierten Messung durch einen Sensor, wie z.B. einen Dehnungsmeßstreifen, abhängt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß eine Einrichtung zur Eingabe einer vorwähl­ baren, während einer Messung konstant bleibenden Muskel-Reaktions-Amplitude vorgesehen ist, und eine Einrichtung zur Erfassung der Reizstrom-Impuls- Amplitude - und/oder Dauer bei Registrierung der vorgewählten Amplitude durch die Sensor-Einrichtung. Auf diese Weise ist es möglich, durch selbsttätige Einstellung aufeinanderfolgender, unterschiedlicher Amplituden der Impulse bzw. Impulsdauern und ent­ sprechende Registrierung dieser Werte aussagefähige Kurven zu erfassen.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß der Sensor- Einrichtung eine Linearisierungseinrichtung nachge­ schaltet ist. Durch eine derartige Linearisierungs­ einrichtung wird die automatische Auswertung einer Folge von Meßwerten erleichtert, weil die sensor­ spezifische Kennlinie eliminiert werden kann.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß der Sensor- Einrichtung und einer Reizstrom-Triggereinrichtung eine Zeit-Diskriminator- und/oder Meßeinrichtung nachgeordnet ist. Auf diese Weise wird festgestellt, daß Reizimpuls und registrierte Reaktion tatsächlich korreliert sind, indem z.B. in der Zeit-Diskriminator­ einrichtung ein Zeitfenster eingestellt wird, so daß die Reaktionen außerhalb dieses Zeitfensters nicht registriert werden.

Weiterhin kann eine Einrichtung zur Erfassung des Verlaufs der Muskel-Reaktions-Amplitude in Abhängig­ keit von der Zeit vorgesehen sein. Durch eine derar­ tige Einrichtung ist es möglich, daß weitere charakte­ ristische Meßwerte, wie z.B. die Amplituden-Anstiegs­ geschwindigkeit und die Reaktionslatenz, bestimmt werden. Insbesondere bei der Erfassung von Kenngrößen dieser Art kann eine randomisierte Reizdarbietung von Vorteil sein, um eine Reiz-Adaptation des Muskels zu vermeiden.

Bei einer günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Sensor-Einrichtung einen an der zu untersu­ chenden Muskulatur anbringbaren Magnetfeldgeber und einen im Abstand hiervon anbringbaren magnetfeld­ sensitiven Meßkopf umfaßt. Vorteilhafterweise wird der Magnetfeldgeber durch einen Dauermagnet gebildet und umfaßt der Meßkopf einen Hall-Sensor.

Bei dieser Ausgestaltung der Sensor-Einrichtung wird also die Muskelreaktion dadurch erfaßt, daß die Normalkomponente der Bewegung der Oberfläche der untersuchten Körperstelle über die Veränderung der Magnetfeldstärke in Abhängigkeit vom Abstand gemessen wird, d.h. je nach Abstand des Dauermagneten von dem Meßkopf sieht der dort angeordnete Hall- Sensor ein höheres oder niedrigeres Magnetfeld. Ausgehend von einem fest eingetellten Abstand zwischen Permanentmagnet und Hall-Sensor wird also der Absolut­ wert der Abstandsänderung, d.h. der Absolutwert der Reaktions-Amplitude, gemessen.

Um zu vermeiden, daß die zu messende Bewegung durch Bewegungen des Meßkopfes selbst überlagert wird, wird der Meßkopf mittels eines Stativs oder einer Halteeinrichtung in einem vorbestimmten Abstand zu dem Permanentmagneten befestigt. Um sicherzustellen, daß der gewählte Abstand eine Messung ermöglicht,

d.h. daß vor allem der Abstand nicht zu groß ist, so daß das gemessene Magnetfeld nicht mehr oder nicht mehr hinreichend genau erfaßt werden kann, ist vorgesehen, daß an dem Meßkopf eine Leuchtdiode zur Anzeige des Mindest- und/oder Maximalabstandes des Meßkopfes von dem Magnetfeldgeber angeordnet ist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschrei­ bung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild und

Fig. 2 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Anordnung der Sensoreinrichtung an einem zu untersuchenden Körperteil.

In Fig. 1 ist schematisch ein Sensor 1 dargestellt, welcher an einer zu untersuchenden Muskulatur 2 angeordnet ist. Der Sensor 1 umfaßt einen Magnetfeld­ geber 3 in Form eines Permanentmagneten und einen Meßkopf 4.

Der Meßkopf 4 ist über eine Leitung 5 mit einer Einrichtung verbunden, welche sich in ihrer Gesamtheit als Elektromotograph 6 bezeichnen läßt.

Der Elektromotograph 6 umfaßt eine Eingangsstufe 7, eine Abstandskontrolleinrichtung 8 und eine Lineari­ sierungseinrichtung 9. Der Linearisierungseinrich­ tung 9 ist eine Anzeigeeinrichtung 10 für die von dem Sensor registrierte Amplitude nachgeordnet. Weiterhin nachgeordnet sind der Linearisierungs­ einrichtung 9 eine Schnittstelle 11, welche die Verbindung zu einer Eingabe- und Auswerteeinrich­ tung 12 außerhalb des Elektromotographen 6 herstellt, und außerdem eine Reizstrom-Triggereinrichtung 13, welche mit einer externen Reizstrom-Impulserzeugungs­ einrichtung 14 verbunden ist.

An den Ausgängen der Reizstrom-Impulserzeugungsein­ richtung 14 sind über Leitungen 15, 16 Elektro­ den 17, 18 angeschlossen, welche im Bereich der zu untersuchenden Muskulatur appliziert sind.

Die ebenfalls mit der Reizstrom-Impulserzeugungs­ einrichtung 14 verbundene Eingabe- und Auswerte­ einrichtung 12 umfaßt einen Rechner 19, eine Einrich­ tung 20 zur Erfassung des Verlaufs der Muskel- Reaktions-Amplitude in Abhängigkeit von der Zeit, eine Eingabeeinrichtung 21 zur Eingabe einer während einer Messung konstant bleibenden Reaktions-Amplitude und eine Einrichtung 22 zur Erfassung von Reizstrom- Amplitude und Reizstrom-Impulsdauer bei Registrierung der vorgegebenen konstanten Reaktions-Amplitude durch den Sensor 1.

Mit der Eingabe- und Auswerteeinrichtung 12 sind ein Monitor 23, eine Floppy-Disk Einrichtung 24 und eine Plotter-Einrichtung 25 verbunden.

Zur Durchführung einer Messung, also z.B. zur Aufnahme einer Kurve, welche den Zusammenhang zwischen Reiz­ strom-Amplitude und Reizstrom-Impulsdauer jeweils bis zum Erreichen einer konstant vorgegebenen Reak­ tions-Amplitude repräsentieren, werden die Elektro­ den 17, 18 beiderseits eines Muskelbauches 26 der zu untersuchenden Muskulatur appliziert. Alternativ ist auch eine indirekte Reizauslösung denkbar. Mittels eines Klebestreifens 27 wird weiterhin ein Magnetfeldgeber 3 in Form eines Permanent-Magneten befestigt. Oberhalb des Magnetfeldgebers 3 wird ein Meßkopf 4 angeordnet. Dieser Meßkopf 4 umfaßt einen Hall-Sensor 28, welcher in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist.

Der Meßkopf-4 wird in einem Abstand h zwischen Hall-Sensor-28 und Magnetfeldgeber 3 mittels eines nur schematisch dargestellten Stativs 29 angebracht.

Bei der Einstellung des Abstandes h muß darauf geachtet werden, daß die freie Bewegung des Muskel­ bauches 26 durch den Meßkopf 4 einerseits nicht behindert wird, daß andererseits aber der Meßkopf 4 nicht so weit entfernt ist, daß das von dem Magnet­ feldgeber 3 erzeugte Magnetfeld außerhalb des Arbeits­ bereichs des Hall-Sensors liegt. Dementsprechend sind mit der Abstandskontrolleinrichtung 8 verbundene Leuchtdioden 30, 31 vorgesehen, welche anzeigen, wenn der Minimal- bzw. Maximalabstand h über- bzw. unterschritten wird. Eine weitere Leuchtdiode 32 dient zur Anzeige des Zustandes "Messen".

Über die Eingabeeinrichtung 21 wird vor Beginn einer Meßfolge eine Konstant-Reaktions-Amplitude eingestellt, welche deutlich oberhalb der Minimalre­ aktion gewählt wird. Die Reaktionsamplitude ist in Fig. 2 mit A bezeichnet schematisch dargestellt. Nach Eingabe der Konstant-Reaktions-Amplitude wird durch den Rechner 19 nach einem vorgegebenen Programm z.B. ein Bereich von Reizstrom-Amplitude/Reiz­ strom-Dauer-Wertepaaren durchfahren. Dabei kann bei jeder Messung einerseits über die Einrichtung 20 der Verlauf der Reaktions-Amplitude A in Abhängigkeit von der Zeit nach Auslösung des Reizstrom-Impulses durch die Triggereinrichtung 13 und durch die Einrich­ tung 22 des jeweiligen Wertpaares von Reizstrom-Ampli­ tude bzw. Reizstrom-Dauer bei Erreichen der vorgege­ benen Reaktions-Amplitude A registriert werden. Die Reizstrom-Triggereinrichtung umfaßt eine Zeit-Dis­ kriminatoreinrichtung 33, welche die Vorgabe eines Zeitfensters ermöglicht, so daß nur solche Reaktionen als Meßwert registriert werden, welche in unmittel­ barem zeitlichen Zusammenhang zu einem Reizstrom- Impuls stehen. Damit werden willkürliche Bewegungen bei der Messung eliminiert.

Claims (10)

1. Reizstrom-Diagnosegerät mit wenigstens zwei Elektroden zur Anlage von Reizstrom-Impulsen an einen Patienten, mit Einrichtungen zur veränderbaren Einstellung der Amplitude und der Dauer der Reizstrom- Impulse, gekennzeichnet durch eine Sensor-Einrich­ tung (1) zur quantitativen Erfassung der Muskel­ reaktions-Amplitude (A) in Abhängigkeit von dem angelegten Reizstrom.

2. Reizstrom-Diagnosegerät nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch eine Einrichtung (21) zur Eingabe einer vorwählbaren, während einer Messung konstant gehaltenen Muskel-Reaktions-Amplitude und eine Einrichtung (22) zur Erfassung der Reizstrom-Impuls­ Amplitude und -Dauer bei Registrierung der vorge­ wählten Amplitude durch die Sensor-Einrichtung (1).

3. Reizstrom-Diagnosegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor-Einrichtung (1) eine Linearisierungseinrichtung (9) nachgeschaltet ist.

4. Reizstrom-Diagnosegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor-Ein­ richtung (1) und einer Reizstrom-Triggereinrichtung (13) eine Zeit-Diskriminator-Einrichtung (30) nachge­ ordnet ist.

5. Reizstrom-Diagnosegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (20) zur Erfassung des Verlaufs der Muskel-Reaktions- Amplitude (A) in Abhängigkeit von der Zeit nach Auslösung eines Reizstrom-Impulses.

6. Reizstrom-Diagnosegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensor- Einrichtung (1) einen an der zu untersuchenden Muskulatur (2) applizierbaren Magnetfeldgeber (3) und einen im Abstand hiervon anbringbaren magnetfeld­ sensitiven Meßkopf (4) umfaßt.

7. Reizstrom-Diagnosegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfeldgeber (3) ein Permanentmagnet ist und der Meßkopf (4) einen Hall- Sensor (28) umfaßt.

8. Reizstrom-Diagnosegerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Meßkopf (4) Leuchtdioden (30, 31) zur Anzeige des Mindest­ und/oder des Maximalabstandes (h) des Meßkopfes (4) von dem Magnetfeldgeber (3) angeordnet sind.

9. Diagnosegerät zur Erfassung von induzierten oder willkürlichen Muskelbewegungen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es einen an der zu untersuchenden Muskulatur (2) applizierbaren Magnetfeldgeber (3) und einen im Abstand hiervon anbringbaren magnet­ feld-sensitiven Meßkopf (4) umfaßt.

10. Diagnosegerät nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Magnetfeldgeber (3) ein Permanent­ magnet ist und der Meßkopf (4) einen Hall-Sensor (28) umfaßt.